Piso de Concreto Protendido

Ncolas IlieffRenato Silva

COBERTURA DO ESTDIO MINEIRO: SOLUO INTEGRADA CONCRETO-AOUniversidade Catlica de PelotasCurso de Engenharia CivilEstruturas EspeciaisIntroduoDesenvolvimento do projetoDescrio da estrutura existenteComponentes da nova estruturaLevantamento topogrfico da estrutura existenteCaracterizao do concreto existenteAnlise dinmica da arquibancada superior e vigamento da coberturaAnlise em tnel de ventoAnlise esttica considerando todas as etapas construtivas Sequncia construtivaEsforos estticos provenientes das membranas e sua aplicao na estruturaAnlise esttica da estrutura de aoConclusoReferncias BibliogrficasSumrioEm 10/2007 o Brasil foi confirmado como pas sede da Copa do Mundo de futebol do ano de 2014;

Minas Gerais escolhida uma das 12 sedes, pois o quarto maior estado do Brasil e o segundo mais populoso ;

O Estdio Mineiro foi completamente reformado, adequando-o inteiramente aos padres internacionais.

Dentre as principais alteraes, destacam-se a colocao de amortecedores sob a parte superior do estdio substituindo hastes antigas, rebaixamento do gramado, ampliao da cobertura entre outras.

Soluo integrada de ao e concreto para se obter uma cobertura adicional, com revestimento em membrana e balano de 55m em ao-concreto.

Atravs desta soluo inovadora, foi possvel outras intervenes no estdio, sem comprometer o rigoroso cronograma de obra.

IntroduoLevantamento topogrfico da estrutura de concreto existente;

Determinao do mdulo de elasticidade e resistncia compresso do concreto existente;

Anlise dinmica linear da arquibancada superior e vigamento da cobertura;

Anlise das aceleraes da extremidade da arquibancada superior e instalao de absorvedores dinmicos de vibrao;

Estudos em tnel de vento;

Anlise esttica do ao da nova cobertura;

Determinao de reforos na estrutura de concreto existente devido nova cobertura;

Desenvolvimento do projeto88 prticos de concreto armado disposto radialmente em torno de uma falsa elipse com raio maior 275m e raio menor de 217m.

Vo livre de 7,5m entre os prticos;

Juntas de dilatao;

Prticos compostos de dois pilares, sendo um externo, inclinado, e o outro interno, de grande rigidez, ligados ao topo por uma viga inclinada que suporta a arquibancada superior;

Vo de aproximadamente 30,5m em balano nas vigas de coberturas, com seo variando de 30 x 50 cm na extremidade a 60 x 375 ;

Laje de cobertura macia com 13 cm de espessura mdia.

Descrio da estrutura existenteDescrio da estrutura existente

Descrio da estrutura existente

trelias planas em ao, resistentes corroso atmosfrica, com sees circulares, comprimento 25,98m em balano;

sistema de protenso com cordoalhas engraxadas, galvanizadas, aplicados nas faces laterais das vigas invertidas existentes da cobertura;

reforo estrutural de concreto armado fck > 30MPa, nos cantos dos prticos da estrutura existente;

reforo estrutural das vigas da arquibancada existente, atravs de mo francesa em chapas de ao, posicionadas entre os pilares inclinados externos de concreto e o fundo das vigas da arquibancada existente;

Componentes da nova estruturaabsorvedores dinmicos (TMD) de vibrao;

reforo da fundao dos pilares centrais com o uso de estacas tipo raiz pr-carregadas ,feito antes de sua incorporao aos blocos existentes;

barras protendidas INCOTEP, interligando os pilares inclinados externos e os pilares internos principais, da estrutura existente;

cobertura em membrana composta por fibra de vidro e politetrafluoretileno (PTFE).

Componentes da nova estruturaComponentes da nova estrutura

Levantamento preciso da geometria da antiga construo;

Levantamento da geometria dos prticos + adoo dos reforos de canto dos pilares = padronizao do comprimento das trelias Levantamento topogrfico Ensaios de campo:

localizao das armaduras e a medio das espessuras das camadas de cobrimento das barras de ao;

extraes de corpos de prova cilndricos, abrangendo os diversos nveis e setores;

avaliao da homogeneidade e compacidade do concreto;

presena de corroso de armaduras em alguns elementos estruturais atravs de tcnicas especiais.

Caracterizao do concreto existenteEnsaios de laboratrio : comprovao das reas carbonatadas;

resistncia compresso axial;

determinao do mdulo de elasticidade;

determinao do mdulo de deformao esttica e diagrama de tenso deformao;

medio de cloretos e sulfatos incorporados ao concreto.

Caracterizao do concreto existente Anlise Modal: obteno das frequncias naturais e modos de vibrao da estrutura, o que permite definir a faixa de frequncias mais sensveis excitao do pblico;

Time History: obteno da resposta dinmica a partir da simulao de carregamento humano, objetivando a determinao dos nveis de acelerao em pontos crticos para avaliao das condies da estrutura em termos de conforto humano;

Monitoramento de vibrao durante 2 meses: detectou que o sistema estrutural estava sendo demasiadamente excitado pela movimentao dos usurios nas arquibancadas, ultrapassando os limites preconizados em literatura tcnica especializada, chegando mesmo a registrar nveis trs vezes superiores aos valores recomendados;

Anlise dinmica da arquibancada superior e coberturaAnlise dinmica da arquibancada superior e coberturaIntervenes estruturais que assegurem respostas dinmicas condizentes com o uso da estrutura do Estdio;

Adoo de Absorvedores Dinmicos TMD (Tuned Mass Damper) : sistema que oscila, com um grau de liberdade, com rigidez, massa e amortecimento (damping), e que fixado na estrutura principal com o objetivo de reduzir as vibraes que ocorrem na ressonncia;

Anlise em tnel de vento. Estudos no laboratrio da UFRGS atravs de modelo reduzido;

- Os estudos revelaram as condies crticas do vento a serem usadas no dimensionamento da nova cobertura.Desafios:Tornar possvel o balano adicional de 26m;No permitir que o concreto submetido a grandes esforos tenha seu coeficiente de segurana comprometido; Solues:Aplicao de protenso na viga invertida da cobertura;Macaqueamento da viga invertida.Determinao das foras de protenso a serem aplicadas;Montagem das trelias sob a cobertura;Retirada do macaqueamento aps execuo dos reforos de canto, instalao das mos franesa, proteno INCOTEP e instalao das trelias;

Anlise esttica considerando todas as etapas construtivas

MacaqueamentoDetalhe de macaqueamento

Ancoragem passiva na extremidade do balano

Reforos de canto

Mo francesa

Fixao das trelias

1 Etapa: limpeza das juntas de dilatao entre todos os setores;

2 Etapa: protenso das vigas de concreto armado invertidas na cobertura;

3 Etapa: macaqueamento com 75tf das vigas de concreto armado invertidas na cobertura;

4 Etapa: execuo dos reforos de canto, mo francesa e protenso na barra Incotep;

5 Etapa: reforo das fundaes e dos pilares internos;

Sequncia construtiva6 Etapa: posicionamento das trelias sobre a arquibancada;

7 Etapa: instalao das trelias na parte inferior da viga de cobertura;

8 Etapa: retirada do macaqueamento;

9 Etapa: montagem do novo balano de 26m;

10 Etapa: montagem da membrana e da passarela circunferencial.

Sequncia construtiva

As combinaes de carregamentos usadas foram:

-Caso 1: peso prprio + pr-tenso na membrana;

-Caso 2: peso prprio + pr-tenso na membrana + suco de vento;

-Caso 3: peso prprio + pr-tenso na membrana + presso de vento;

-Caso 4: peso prprio + pr-tenso na membrana + sobrecarga;

-Caso 5: peso prprio + pr-tenso na membrana + sobrecarga + vento presso.

Esforos estticos provenientes das membranas e suas aplicaes As cargas nodais que os carregamentos de membrana induzem na estrutura tubular foram transformadas em cargas distribudas aplicadas nas cordas superiores das trelias do contorno de cada setor do estdio:

Esforos estticos provenientes das membranas e suas aplicaes

Os carregamentos aplicados na estrutura foram: Tapamento em membrana: 1.2kgf/m2 ;

Sobrecarga na membrana e na laje de concreto: 25 kgf/m2;

Vento conforme resultados de ensaios em tnel de vento realizados no LAC/UFRGS ;

Vento para cima (suco) na cobertura de concreto: 25kgf/m2 ;Anlise da estrutura de aoVento para baixo (presso) na cobertura de concreto: 25kgf/m2 ;

Equipamentos eltricos, som, vdeo, iluminao: 200kgf/m2 aplicado na passarela circunferencial situada na extremidade do balano de 26m;

Dois teles (6m x12m) peso estimado 10000kgf posicionados nos setores 8 e 22;

Guarda-corpo: 20kgf/m nas bordas da passarela radial e da circunferencial.;

Sobrecarga na arquibancada: 400kgf/m2;

Anlise da estrutura de aoConcluso

Referncias BibliogrficasLIRA, Acio; ARAJO, Afonso; REZENDE, Antonio; GUERRA, Euler; GUEDES, Filipe. Cobertura do Mineiro Soluo integrada concreto-ao. Construmetal 2012. So Paulo, 2012.

ROCHA, Ana Paula.Obras de reforma do estdio Mineiro so concludas. Disponvel em: < http://www.piniweb.com.br/construcao/infra-estrutura/obras-de-reforma-do-estadio-mineirao-sao-concluidas-275715-1.asp>. Acesso em: 15 de junho 2013.